随着纳米技术的发展，在微电子制造、微纳制造、生命科学、汽车工业、超精密加工与测量等领域越来越迫切需要高速动态纳米定位系统，这使得人们研究的操作对象从宏观领域逐步深入到了微观领域。目前压电陶瓷在动态定位领域的应用越来越广泛，典型应用有高速扫描探针显微镜、电火花微细加工、压电式高速开关阀、压电喷墨打印、压电式显微切割、压电式细胞注射等。压电陶瓷的动态性能，在很大程度上依赖于驱动器的性能，例如驱动电源的效率、输出有效带宽、稳定性、带负载能力以及输出纹波等。国内市场上的压电陶瓷驱动电源不同程度的存在一些缺点，例如，体积大、使用效率低、输出有效频带窄、稳定性差等。针对压电陶瓷驱动电源存在的体积大、使用效率低等问题，本文研究压电陶瓷在动态下的PWM脉宽调制控制的驱动机理，并对PWM脉宽调制工作电路进行建模分析，设计了以MSK公司生产的MSK4223开关型运算放大器为核心的电压反馈式压电陶瓷驱动电源。该驱动电源采用了双路输出电压积分反馈的方法，提高了压电陶瓷定位的精确度，将使用效率提高到80%以上，动态性能良好，输出有效带宽达到2KHz，发热量极小，集成度明显提高。针对压电陶瓷驱动电源存在的输出有效频带窄、稳定性差及带载能力弱等问题，本文通过分析电压控制型及传统电荷型压电陶瓷驱动电源在动态应用中，存在有效带宽窄及漏电流影响的缺点，设计了一种新型的高动态电荷型压电陶瓷驱动电源。该电源采用了平衡电阻匹配及电荷积分反馈的方法，针对不同的负载有不同的动态特性，输出电压稳定，最高输出有效带宽达23KHz，线性度误差在1%以内。建立了实验平台系统，分别对电压反馈式开关型压电陶瓷驱动电源和高动态电荷型压电陶瓷驱动电源进行性能测试，验证了设计方案在动态性能要求较高的环境下应用的可行性。两种不同方式的压电陶瓷驱动电源可以根据各自的性能优势应用在不同的动态环境中。